Потенциал возвращения стеблевой ржавчины пшеницы в Великобритании требует пристального мониторинга
Первое за десятилетия обнаружение забытого патогена сельскохозяйственных культур — стеблевой ржавчины пшеницы — требует критически пристального мониторинга. Учёные призывают к тесному сотрудничеству селекционеров, фермеров и природоохранных групп для подготовки к потенциальному возвращению болезни.
В 2013 году в Саффолке (Великобритания) был обнаружен единичный заражённый побег пшеницы — первый подтверждённый случай заболевания за более чем 60 лет. Генетический анализ показал, что этот штамм принадлежит к расе Digalu гриба Puccinia graminis f. sp. tritici, которая вызвала:
- Разрушительную вспышку в Эфиопии в 2013 году.
- Меньшие вспышки в Швеции, Дании и Германии в том же году.
Испытания показали, что более 80% протестированных британских сортов пшеницы восприимчивы к этому штамму. Это означает высокий риск для урожая в случае закрепления патогена.
Совершенный шторм для возвращения болезни
Исследователи предупреждают о сочетании трёх факторов, угрожающих посевам пшеницы и ячменя в Европе:
- Изменение климата: Анализ данных за 25 лет показывает, что условия становятся всё более благоприятными для роста и заражения грибковыми патогенами.
- Отсутствие устойчивости у современных европейских сортов пшеницы.
- Распространение растения-хозяина — барбариса обыкновенного (Berberis vulgaris). Этот кустарник играет ключевую роль в жизненном цикле ржавчинных грибов, включая стеблевую ржавчину.
Роль барбариса и компромисс между экологией и сельским хозяйством
Барбарис был почти полностью уничтожен в Англии к началу XX века, так как фермеры заметили связь между кустами и вспышками ржавчины. Однако за последние 20 лет его стали высаживать для сохранения барбарисовой пяденицы — исчезающего вида бабочек.
В текущем исследовании авторы впервые за десятилетия идентифицировали ржавчину злаков на барбарисе в Великобритании. В том же году Швеция столкнулась с первой за много лет в Европе высокоразнообразной эпидемией стеблевой ржавчины, которая произошла от барбариса.
Решение, предлагаемое учёными: высаживать барбарис в лесах, садах и вдали от пахотных земель. Это обеспечит среду обитания для бабочки, но ограничит влияние на разнообразие патогена ржавчины.
Жизненный цикл и рекомендации
- На злаках ржавчина размножается бесполым путём, производя миллионы идентичных спор, которые разносятся ветром на тысячи километров.
- На барбарисе, растущем рядом с полем, патоген завершает половой цикл, что может привести к появлению множества новых генетических штаммов. Споры с барбариса разносятся лишь на 10-20 метров.
Исследование, опубликованное в Communications Biology, призывает:
"к возобновлению селекции на устойчивость и пересмотру массовой высадки барбариса обыкновенного, исключая его посадку вблизи пахотных земель, чтобы ограничить способность патогена быстро преодолевать любую введённую устойчивость и/или климатические ограничения для защиты европейских злаков от крупномасштабного возвращения стеблевой ржавчины пшеницы."
Работа между научными (John Innes Centre) и природоохранными (Butterfly Conservation) группами уже ведётся для поиска баланса между защитой исчезающего вида и безопасностью сельского хозяйства.